AirCitizen - ауа сапасын бақылау: 11 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Бәріне сәлем

Бүгін біз сізге жобамызды қалай жаңғыртуды үйретеміз: AirCitizen by the AirCitizenPolytech Team!

--

'OpenAir / сіздің ауа қандай?' AirCitizen жобалары азаматтарға қоршаған ортаның сапасын, атап айтқанда олар дем алатын ауаны белсенді түрде бағалауға мүмкіндік береді:

Құру

Әр түрлі арзан датчиктерді (мысалы, температура, ылғалдылық, қысым, NOx газы, озон немесе PM10 және PM2.5 бөлшектері) біріктіретін қоршаған ортаны өлшеудің «Fablabs» (цифрлық өндіріс зертханалары) портативті станцияларын іске асырыңыз.

Өлшеу

Қоршаған ортаның айнымалыларының кеңістіктік өзгергіштігін айқындау үшін орындық өлшеулерді орындаңыз: бір жағынан, географ-климатологтардың қолдауымен жүретін науқандар кезінде, екінші жағынан, әр түрлі экологиялық контекст ұсынатын жерлерде.

Бөлісу

Бұл өлшемдерді экологиялық мәліметтер қорында бөлісу арқылы білімді жетілдіруге үлес қосыңыз және осылайша ауаның ластануын онлайн режимінде картаға түсіріңіз.

--

Тұжырымдама - бұл қоршаған орта туралы мәліметтерді жинай алатын және оларды SigFox желісімен бақылау тақтасына жіберетін автономды станция құру.

Сонымен, бір жағынан, біз сізге аппараттық құралдарды қалай жасау керектігін, екінші жағынан бағдарламалық қамтамасыз етуді қалай жасау керектігін көрсетеміз.

1 -қадам: Жабдық

Міне, біз станцияны жобалау үшін пайдалануды шештік:

-STM32 NUCLEO -F303K8 -> Қосымша ақпарат алу үшін

-HPMA115S0 -XXX (PM2.5 және PM10 бөлшектер сенсоры) -> Қосымша ақпарат алу үшін

- SHT11 немесе SHT10 немесе STH15 немесе DHT11 (температура мен салыстырмалы ылғалдылық) -> Қосымша ақпарат алу үшін

- MICS2714 (NO2 сенсоры, Азот диоксиді сенсоры) -> Қосымша ақпарат алу үшін

- Күн панелі x2 (2W) -> Қосымша ақпарат алу үшін

- Батарея LiPo 3, 7 V 1050 мАч -> Қосымша ақпарат алу үшін

- Regulator LiPo Rider Pro (106990008) -> Қосымша ақпарат алу үшін

- BreakOut SigFox BRKWS01 + 1 лицензиясы -> Қосымша ақпарат алу үшін

- 7 резистор (86, 6; 820; 1K; 1K; 4, 7K; 10K; 20K)

- 1 конденсатор (100nF)

- 1 транзистор (2N222).

! ! ! HPMA мен SHT11 арасындағы кедергілерді болдырмау үшін stm32 нуклео тақтасындағы SB16 мен SB18 алып тастау керек!

Негізінде, компоненттерді осылай қосу керек:

1. Күн батареяларын параллель дәнекерлеңіз.
2. Оларды LiPo Rider Pro -ға, батареяны LiPo Rider Pro -ға қосыңыз.
3. Жоғарыдағы фотодағыдай барлық элементтерді STM32 -ге қосыңыз. Температура мен ылғалдылық сенсорына 2 емес, бір ғана қосыңыз! Резисторларды, конденсатор мен транзисторды ұмытпаңыз.
4. Соңында, STM32 -ді LiPo Rider Pro -ге USB кабелі арқылы қосыңыз.

Келесі қадам - бұл сымдыға балама.

2 -қадам: Жабдық - ПХД

Біз баспа тақтасын (ПХД) жобалау үшін Autodesk Eagle қолдануды шештік.

Сіз DHT немесе SHT қосуды таңдай аласыз, егер қажет болса сенсорды өзгерту үшін біз осы 2 сенсорға екі саусақ ізін құруды таңдадық.

Қосымшада сіз Eagle тұжырымдамалық файлдарын жүктей аласыз, осылайша оны өзіңіз оңай жасай аласыз.

Біз құрылғыны жеткізу үшін stm32 5В істікшесін қолданамыз. Бұл конфигурацияда тек stm32 ядросы жұмыс істейді.

Осылайша, біз төмен ұйқы ағынын қамтамасыз ететін MCU терең ұйқы режимін қолдана аламыз. Күту күйінде ұйықтау тогы XXµA төмен болады.

3 -қадам: LPWAN протоколы: Sigfox байланысы

Sigfox - бұл француз телекоммуникациялық компаниясы - SIGFOX жасаған LPWAN протоколы

Бұл қашықтағы құрылғыларға ультра тар жолақты (UNB) технологиясын қолдана отырып қосылуға мүмкіндік береді. Олардың көпшілігі аз көлемді деректерді тасымалдау үшін тек төмен өткізу қабілеттілігін қажет етеді. Желілер бір хабарламаға шамамен 12 байтты өңдей алады және бір құрылғыға күніне 140 хабарламадан аспайды.

IOT қосымшаларының көпшілігінде ұялы телефонның дәстүрлі жүйелері өте күрделі, олар өте төмен қуатпен жұмыс істеуге мүмкіндік береді және көптеген қымбат емес түйіндер үшін өте қымбатқа түседі … SIGFOX желісі мен технологиясы арзан машинамен өңдеуге арналған кең аумақты қамту қажет болатын қолдану аймақтары.

AirCitizen үшін анықталған деректердің форматы қарапайым және сенсорлардан анықталған деректерді біздің IOT платформасына - ThingSpeak -ке аудару үшін Sigfox -ты пайдалану үшін дұрыс деректер көлемі.

Біз Sigfox қолдануын келесі қадамдарда енгіземіз.

4 -қадам: Бағдарламалық жасақтаманы конфигурациялау

Біздің схеманы іске асырғаннан кейін, STM32 F303K8 микроконтроллерін дамытуға көшейік.

Қарапайымдылық үшін Arduino бағдарламасын таңдауға болады.

1 -қадам: Егер сіз әлі Arduino IDE орнатпаған болсаңыз, оны мына сілтемеден жүктеп, орнатыңыз. Дұрыс операциялық жүйені таңдағаныңызға көз жеткізіңіз.

Сілтеме: Arduino жүктеу

2 -қадам: Arduino IDE орнатқаннан кейін STM32 тақтасына қажетті пакеттерді ашып, жүктеңіз. Мұны Файл -> Параметрлер таңдау арқылы жасауға болады.

3 -қадам: Параметрлер түймесін басу төменде көрсетілген тілқатысу терезесін ашады. Қосымша тақта менеджерінің URL мәтіндік жолағына төмендегі сілтемені қойыңыз:

github.com/stm32duino/BoardManagerFiles/ra…

және OK түймесін басыңыз.

4 -қадам: Енді Tool -> Board -> Board Manager бөліміне өтіңіз. Бұл тақталар менеджерінің диалогтық терезесін ашады, «STM32 ядроларын» іздейді және пайда болатын буманы орнатады (STMicrolectronics пакеті).

5 -қадам: Пакеттен кейін орнату аяқталады. «Құралдар» бөліміне өтіп, «Nucleo-32 сериясын» табу үшін төмен айналдырыңыз. Содан кейін нұсқа «Nucleo F303K8» екеніне көз жеткізіңіз және жүктеу әдісін «STLink» етіп өзгертіңіз.

6 -қадам: Енді тақтаны компьютерге қосыңыз және құрылғы менеджерінің көмегімен тақтаның COM портына қосылғанын тексеріңіз. Содан кейін Құралдар-> Портта сол порт нөмірін таңдаңыз.

Сіз енді STM32 F303K8 Arduino көмегімен бағдарламалауға дайынсыз!

5 -қадам: STM32 бағдарламасын жасаңыз

Конфигурация аяқталғаннан кейін сізге микроконтроллерді деректерді жинауға және жіберуге бағдарламалау қажет.

1 -қадам: енгізу -шығару әсерін тексеріңіз және кодтың «Анықтау» бөлігінде уақыт белгісін өлшеңіз.

2 -қадам: Жоғарыдағы кодты stm32 -ге жүктеңіз, сериялық мониторды ашып, құрылғыны қалпына келтіріңіз. «AT» командасы экранда пайда болуы керек, егер олай болмаса, енгізу -шығару декларациясын тексеріңіз.

Қосымшадағы француз заңнамасының стандарттарымен таныса отырып, сіз өз деректеріңіздің дұрыстығын біле аласыз.

Бақылау тақтасының конфигурациясына көшейік.

6 -қадам: ThingSpeak - 1

Біздің станциядан мәліметтерді ThingSpeak платформасына қалай бағыттауды конфигурацияламас бұрын, ThingSpeak есептік жазбасын жасау қажет.

Тіркелу: ThingSpeak веб -сайты

1 -қадам: Енді «Жаңа арна» түймесін басыңыз. Бұл форманы ашады. Аты мен сипаттамасын енгізіңіз (қажет болса).

5 өріс жасаңыз:

• 1 -өріс: pm2, 5
• 2 -алаң: кешкі 10
• 3 -өріс: температура
• 4 -өріс: ылғалдылық
• 5 -өріс: NO2

Бұл атаулар біздің диаграммалардың атаулары болмайды.

Егер сізге мысал қажет болса, жоғарыдағы суретті қараңыз.

Сізге қосымша өрістерді толтырудың қажеті жоқ, бірақ орынды енгізсеңіз, бұл қызықты болуы мүмкін.

Төменге айналдырыңыз және «Арнаны сақтау».

2 -қадам: AirCitizen станциясының арнасы.

Енді сіз 5 диаграммадан тұратын бетті көре аласыз. Қарындаш белгісін басу арқылы графиктің қасиеттерін өзгертуге болады.

Нәтиже - жоғарыдағы екінші сурет.

Бұл қадамда бұл графиктер жеке болып табылады. Деректер алынғаннан кейін сіз оларды көпшілікке жариялай аласыз.

3 -қадам: Графиктерді конфигурациялаудан кейін. «API кілттері» қойындысына өтіңіз. API сұраныс бөлігін қараңыз, дәлірек айтқанда, «Арна арнасын жаңарту» бірінші өрісі. API KEY -ге назар аударыңыз.

Сізде осындай нәрсе болады:

Https://api.thingspeak.com/update?api_key=XXXXXXXXXXXXXXXX&field1=0 алу

Енді сіз келесі тарауға бара аласыз.

7 -қадам: Sigfox модулі мен ThingSpeak платформасы арасындағы байланыс

Ақпарат алу үшін әрбір Sigfox модульдік картасында картаға жазылған бірегей нөмір мен PAC нөмірі бар екенін ескеріңіз.

ThingSpeak туралы деректерді алу үшін оларды қайта бағыттау керек.

Деректер станциядан Sigfox артқы жағына өтеді және ThingSpeak серверіне бағытталады.

Түсініктеме алу үшін жоғарыдағы бірінші суретті қараңыз.

1 -қадам: Интернетте көптеген оқулықтар болғандықтан, біз Sigfox -қа қалай тіркелу керектігін түсіндірмейміз.

Sigfox Backend бағдарламасына өтіңіз.

«Құрылғы түрі» түймесін басыңыз, содан кейін жинақтың жолын нұқыңыз және «Өңдеу» таңдаңыз.

Енді «Кері байланыс» бөліміне өтіп, «Жаңа», «Арнайы кері байланыс» түймесін басыңыз.

2 -қадам:

Сіз конфигурация бетінде болуыңыз керек:

Түрі: DATA және UPLINK

Арна: URL

Көшірмесін жіберу: жоқ

Арнаулы жүктеме конфигурациясы: Деректер көзін орнатыңыз және деректер пішінін шешіңіз. Сіз келесідей жазуыңыз керек:

VarName:: Түрі: NumberOfBits

Бұл жағдайда бізде pm25, pm10, температура, ылғалдылық және NO2 деп аталатын 5 мән бар.

pm25:: int: 16 pm10:: int: 16 температура:: int: 8 ылғалдылық:: uint: 8 NO2:: uint: 8

Url үлгісі: бұл синтаксис. Бұрын табылған API кілтін қолданыңыз және оны «api_key =» мәнінен кейін енгізіңіз

api.thingspeak.com/update?api_key=XXXXXXXXXXXXXXXX&field1={customData#pm25}&field2={customData#pm10}&field3={customData#temperature}&field4={customData#humidityNata

HTTP әдісін қолданыңыз: GET

SNI жіберу: ON

Тақырыптар: жоқ

Енді «Жарайды» түймесін басыңыз.

ThingSpeak API -ге қайта қоңырау шалу енді конфигурацияланды! (Жоғарыдағы екінші суретте көрсетілген).

8 -қадам: ThingSpeak - 2

Енді осьтердің минималды және максималды мәндерін өзгертуге неғұрлым мұқият бола аласыз.

Қажет болса, графиктің жоғарғы оң жағындағы қарындаш логотипін басыңыз.

Әдеттегі мәндер:

PM 2, 5 & PM 10 = ug/m^3

Температура = ° C

Ылғалдылық = %

Азот диоксиді = ppm

Сізде жоғарыдағы екі суретке ұқсас нәрсе болуы керек.

Сондай -ақ, «Сандық дисплей» немесе «Габарит» сияқты басқа виджеттерді қосуға болады.

Соңында, сіздің арнаңызды жалпыға қолжетімді ету үшін, «Ортақ пайдалану» қойындысына өтіп, «Арнаның көрінісін бәрімен бөлісуді» таңдаңыз.

9 -қадам: Бонус - ThingTweet және React

Қосымша: Егер шарт орындалса, твит жазыңыз!

1 -қадам: Twitter есептік жазбасын жасаңыз немесе жеке twitter есептік жазбаңызды қолданыңыз.

Тіркелу - Twitter

2 -қадам: Thingspeak -те «Қолданбалар» бөліміне өтіп, «ThingTweet» түймесін басыңыз.

«Twitter аккаунтын байланыстыру» түймесін басу арқылы Twitter аккаунтын байланыстырыңыз.

3 -қадам: Енді «Қолданбалар» бөліміне қайтып оралыңыз, содан кейін «Реакция» түймесін басыңыз.

«Жаңа реакция» түймесін басу арқылы жаңа реакция жасаңыз.

Мысал бойынша:

Реакция атауы: 15 ° C жоғары температура

Шарт түрі: сандық

Сынақ жиілігі: деректерді енгізу

Шарт, егер арна:

Өріс: 3 (температура)

Белгі: үлкен

Құны: 15

Әрекет: ThingTweet

Содан кейін твит: О! Температура 15 ° C жоғары

Twitter аккаунтын қолдана отырып:

Опциялар: Шарт орындалған сайын әрекетті іске қосыңыз

Содан кейін «Реакцияны сақтау» түймесін басыңыз.

Егер шарт орындалса және басқа да көптеген шарттарды PM10 деңгейіне байланысты конфигурациялауға болатын болса, сіздің ерік -жігеріңіз твиттерде жазылады.

10 -қадам: Енді сіздің кезегіңіз

Ақырында, сізде өзіңіздің AirCitizen станциясын шығаруға қажетті барлық элементтер бар!

Бейне: Сіз біздің жұмысымызды көрсететін бейнені көре аласыз.

Біздің ThingSpeak платформасы: AirCitizenPolytech станциясы

--

Назар аударғаныңызға рақмет !

AirCitizen Polytech командасы

11 -қадам: Анықтамалық және библиографиялық

https://www.sigfox.com/kz